Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Adaptieren der Kennlinie eines Leerlaufstellers, wie er im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine angebracht ist, um im Leerlau _. ffal l die Füllung so einzustellen, daß eine Soll- Drehzahl gehalten wird.

Stand der Technik

Ein Verfahren und eine Vorrichtung, auf die sich die Erfin¬ dung bezieht, sind in DE 34 15 183 A1 beschrieben. Abhängig von Werten verschiedener Betriebsgrößen, insbesondere der Mo¬ tortemperatur, der Getriebestellung oder des Schaltzustandes einer Klimaanlage wird eine vorläufige Soll-Luftmenge be¬ stimmt, die eine bestimmte Soll-Drehzahl zur Folge haben soll. Um zu gewährleisten, daß diese Solldrehzahl tatsächlich er¬ reicht wird, wird mit Hilfe der Regelabweichung zwischen Soll- Drehzahl und Ist-Drehzahl ein Wert für eine regelnde Luftmenge gebildet, der zum Wert der vorläufigen Soll-Luftmenge addiert wird, um die tatsächliche Soll-Luftmenge zu erhalten. Aus die-

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ser Soll-Luftmenge wird mit Hilfe einer in einem Speicher abgelegten Luftmengen-Ansteuerwert-Kennlinie für den Leer¬ laufsteller ein Ansteuerwert berechnet, insbesondere ein Tastverhältnis. Wenn die Kennlinie richtig bestimmt ist, wird mit dem ausgelesenen Ansteuerwert der Leerlaufsteller gerade so angesteuert, daß die angesaugte Ist-Luftmenge genau mit der gewünschten Soll-Luftmenge übereinstimmt. Ist die Kenn¬ linie dagegen unzutreffend, z. B. aufgrund einer Dichteände¬ rung der Luft seit dem letzten Bestimmen der Kennlinie, oder durch eine Änderung im-Leckluftantei1 , ergibt sich eine Luft¬ mengen-Regelabweichung zwischen Soll-Luftmenge und Ist-Luft¬ menge. Mit Hilfe dieser Luftmengen-Regelabweichung wird eine Adaption der genannten Kennlinie durchgeführt.

Die bekannte Vorrichtung zum Adaptieren des Kennlinienverlaufs eines Leerlaufstellers weist demgemäß ein Drehzahl-Subtrak- tionsiπittel zum Bilden der Drehzahl-Regelabweichung, ein Luft- mengen-Subtralctionsmittel zum Bilden der Luftmengen-Regelab¬ weichung, einen Kennliniεnspeicher und ein Adaptionsmittel auf. Weiterhin ist ein Freigabemittel zum Freigeben der Adap¬ tion vorhanden. Freigabe der Adaption der Steigung der Kenn¬ linie erfolgt z. B. dann, wenn ein vorgegebener Luftmengen¬ durchsatz überschritten wird. Offset-Adaption erfolgt z. B. immer dann, wenn die Steigungsadaption nicht läuft und eine Sperrzeit abgelaufen ist.

Beim Anwenden dieser Vorrichtung und damit des zugehörigen Verfahrens hat sich herausgestellt, daß des öfteren nach einem Startvorgang schlechtere Laufruhe erzielt wird als ohne diese Vorrichtung und ohne dieses Verfahren.

Der Erfindung liegt zum einen die Aufgabe zugrunde, ein Ver¬ fahren zum Adaptieren des Kennlinienverlaufs eines Leerlauf¬ stellers anzugeben, mit dem auch nach einer Startphase schnell runder Motorlauf erzielt werden kann. Der Erfindung liegt

andererseits die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Aus¬ führen eines solchen Verfahrens anzugeben.

Darstellung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet so, daß es die Adap¬ tion nur dann durchführt, wenn die Drehzahl -Regelabweichung dasselbe Vorzeichen aufweist wie die Luftmengen-Regelabwei¬ chung. Dementsprechend ist bei der erfindungsgemäßen Vorrich¬ tung das Freigabemittel so ausgebildet, daß es die Vorzeichen von Größen miteinander vergleicht, die dieselben Vorzeichen wie die Dreh¬ zahl-Regelabweichung bzw. die Luftmengen-Regelabweichung aufweisen, und die Adaption nur dann freigibt, wenn die Vorzeichen der verglichenen Größe übereinstimmen.

Die Erfindung macht sich folgende Erkenntnis in bezug auf Vorgänge in der Startphase eines Motors und der darauffolgen¬ den Phase zunutze. In der Startphase werden die Luftmenge und die Kraftstoffmenge so gesteuert, daß der Motor möglichst schnell auf Touren kommt. Wird eine vorgegebene Drehzahl, z. B. 500 U/min erreicht, wird von Steuerung auf Leerlaufre¬ gelung umgeschaltet. Nach diesem Umschalten schwingt die Dreh¬ zahl in der Regel über die vorgegebene Leerlaufdrehzahl , z. B. 700 U/min über, um dann unter die Soll-Drehzahl zu fallen. Sobald dies geschieht, erhält die Drehzahl-Regelabweichung ein positives Vorzeichen, das für ein Erhöhen der Soll-Luft¬ menge sorgt. Nun ist es jedoch _. so, daß kurz nach dem Start¬ vorgang die Ansteuerwicklung des Leerlaufstellers noch kälter ist, als es der Temperatur entspricht, zu der die Steller¬ kennlinie üblicherweise aufgenommen wird. Die kalte Wicklung weist geringeren Widerstand auf als die wärmere, weswegen beim ausgelesenen Tastverhältnis ein größerer mittlerer Strom fließt, als er eigentlich gewünscht ist. Der Leerlaufsteller läßt dann eine Ist-Luftmenge durch, die über der Soll-Luft¬ menge liegt. Dies gilt unmittelbar nach der Startphase lau¬ fend, so daß beim herkömmlichen Verfahren eine Adaption in

Richtung einer Verringerung des Tastverhältπisses , also der Luftmenge erfolgt. Diese direkt nach der Startphase laufend ausgeführte Adaption in Richtung geringerer Luftmenge wirkt dem Bemühen des Drehzahlreglers entgegen, die Drehzahl zu er¬ höhen, wenn diese unter die Soll-Drehzahl gefallen ist. Wird jedoch gemäß der Erfindung die Adaption dann untersagt, wenn sich die Vorzeichen von Drehzahl-Regelabweichung und Luftmen¬ gen-Regelabweichung unterscheiden, ist dieses Wirken der Adaption gegen die Regelrichtung des Drehzahlreglers ausge¬ schlossen. Diese kann daher die Drehzahl schnell wieder auf die Soll-Drehzahl erhöhen.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, daß dann, wenn die Spannung vom Luftmengenmesser nebengeschlossen ist, also die Ist-Luftmenge fehlerhaft ausgegeben wird, keine oder nur eine sehr langsame Fehladaption erfolgt. Besteht z. B. ein Neben¬ schluß gegen Masse, wird dauernd eine sehr geringe Ist-Luft¬ menge gemessen, was zunächst dazu führt, daß über die Adap¬ tion versucht wird, die Luftmenge zu erhöhen. Dies führt je¬ doch sofort zu einer Drehzahl-Regelabweichung in Gegenrich¬ tung, wodurch die Adaption gesperrt wird. Sinkt die Drehzahl aufgrund der Drehzahlregelung wieder etwas unter den Soll¬ wert, kann die Adaption wieder kurzzeitig in der falschen Richtung erfolgen. Der Drehzahlregler wirkt dem wieder ent¬ gegen. Sobald er jedoch seine Stellgrenze erreicht, kann er die ihm zugeführte negative Drehzahl-Regelabweichung nicht mehr ausgleichen, so daß diese negative Regelabweichung der positiven Luftmengen-Regelabweichung dauernd entgegensteht. Dann ist Adaption dauerhaft gesperrt. Entsprechendes gilt um¬ gekehrt, wenn ein Nebenschluß des Luftmengenmessers zur Bat¬ teriespannung auftritt.

Beim bekannten Verfahren und bei der bekannten Vorrichtung erfolgte in den beiden letztgenannten Fällen fehlerhafte Adap-

tion auch dann noch, wenn der Stellbereich des Drehzahlreg¬ lers erreicht war. Die Drehzahl konnte also bis zur Schubab¬ schaltedrehzahl von z. B. 1500 U/min steigen oder so weit ab¬ fallen, daß der Motor stehen blieb.

Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß es für die Adaptions- frεigabe entscheidend auf das Ergebnis des Vorzeichenver¬ gleichs zwischen Drehzah 1 -Regelabweichung und Luftmengen- Regelabweichung ankommt. Es ist jedoch nicht erforderlich, daß unmittelbar diese Regelabweichungen miteinander vergli¬ chen werden. Dies, da im Gesamtverfahrensablauf Größen zur Verfügung stehen, die mit Sicherheit jeweils dasselbe Vorzei¬ chen aufweisen wie eine der genannten Regelabweichungen. So hat z. B. der P-Anteil eines Drehzahlreglers immer dasselbe Vorzeichen wie die Drehzahl-Regelabweichung. Entsprechendes gilt für den differenzierten I-Anteil eines solchen Reglers. Weiterhin stimmt das Vorzeichen der differenzierten Adaptions¬ werte mit dem Vorzeichen der Luftmengen-Regelabweichung über- εin. Werden die Vorzeichen derartiger, dieselben Vorzeichen wie die Regelabweichungen aufweisenden Größen miteinander ver¬ glichen, entspricht dies im Ergebnis dem unmittelbaren Ver¬ gleich der Vorzeichen von Drehzahl-Regelabweichung und Luft¬ mengen-Regelabweichung.

Noch weitergehend ist festzustellen, daß es gar nicht erfor¬ derlich ist, unmittelbar Soll- und Istwert der Luftmenge zu bestimmen, um in Kenntnis des Vorzeichens der Luftmengen- Regelabweichung zu gelangen. In der Praxis sind Vorrichtungen bekannt, die ohne Luftmengenmesser arbeiten und stattdessen die Luftmenge mit Hilfe der Drehzahl und mit Hilfe eines Sig¬ nales berechnen, das von einem Drosselklappenwinkelsensor oder einem Drucksensor im Ansaugrohr geliefert wird. Derar¬ tige, die Luftmenge anzeigende Größen werden in Zusammenhang mit dieser Erfindung als Luftmengengrößen bezeichnet. Jede Regelabweichung dieser Luftmengengrößen ist durch eine Regel-

abweichung zwischen Soll- und Istwert der Luftmenge begrün¬ det, also derjenigen Größe, auf die es eigentlich ankommt.

Erfolgt die Luftmengenregelung mit Hilfe ei-nes Drucksensors, kann im gesamten Verfahrensablauf darauf verzichtet werden, die Luftmenge tatsächlich zu berechnen. Mit Hilfe der Dreh¬ zahl und der Drehzahl-Regelabweichung kann, auf Grundlage be¬ kannter Zusammenhänge, ein Soll-Ansaugdruck berechnet werden. Dieser Druck dient als Luftmengengröße zum Adressieren der Luftmengengrößen-Ansteuerwert-Kennlinie des Leerlaufstellers. Die Adaption erfolgt auf Grundlage eines Vergleichs zwischen dem genannten Soll-Ansaugdruck und dem vom Drucksensor gemes¬ senen Ist-Ansaugdruck. Das Vorzeichen der Luftmengen-Regelab¬ weichung wird in diesem Fall anhand des Vorzeichens der An¬ saugdruck-Regelabweichung erkannt.

Als Leerlaufsteller kommt jede für diesen Zweck geeignete Einrichtung in Frage, also insbesondere ein Bypassventil oder ein Drosselklappen-Leerlaufaπschlag.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die einzige Figur stellt schematisch eine Brennkraftmaschine mit Leerlaufsteller- und ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Adaptieren der Kennlinie des Leerlaufstellers dar.

Beschreibungs des Ausführungsbeispiels

In der Figur sind eine Brennkraftmaschine 10 mit Luftmengen¬ messer 11, Leerlaufsteller 12 und Stel lerantrieb 13 sowie das Blockschaltbild einer Vorrichtung 14 zum Adaptieren der Kenn¬ linie des Leerlaufstellers 12 dargestellt.

Die Vorrichtung 14 enthält verschiedene Funktionsgruppen. Von besonderer Bedeutung ist ein Freigabemittel 15, das Adaption dann erlaubt, wenn die Vorzeichen einer Drehzahl-Regelabwei-

chung und einer Luftmengen-Regelabweichung miteinander über¬ einstimmen. Durch diese Funktion des Freigabemittels 15 unter¬ scheidet sich die dargestellte Vorrichtung 14 von einer be¬ kannten Vorrichtung, wie sie in DE 34 15 183 A1 ausführlich beschrieben ist. Es wird daher auf alle anderen Funktions¬ gruppen nur kurz eingegangen. Für Detai 1Informationen wird auf die genannte Schrift verwiesen.

Außer dem genannten Freigabemittel 15 enthält die Vorrich¬ tung 14 einen Drehzahlwertespeicher 16, einen Luftmengenwer- tespeicher 17, ein Drehzahlsubtraktionsmittel 18, ^' einen Dreh¬ zahlregler 19, ein Additionsmittel 20, einen Kennlinienspei¬ cher 21, ein Adaptionsmittel 22 und einen Freigabeschal¬ ter 23.

Der Drehzahlwertespeicher 16 und der Luftmengenwertespei- eher 17 werden über Werte von Betriebsgrößen adressiert. Im Beispielsfal 1 sind dies Werte der Motortemperatur T W (Kühl- mittelte peratur) , der Getriebestellung und des Schaltzustan¬ des einer Klimaanlage. Jeder aus dem Luftmengenwertespei- cher 17 abhängig von Werten der genannten Betriebsgrößen aus¬ gelesene Luftmengenwert stellt einen vorläufigen Luftmengen- Sollwert Q_S0LL_V, zu dem im Additionsmittel 20 ein Luftmen¬ genwert Q_R vom Drehzahlregler 19 addiert wird. Dieser Wert wird vom Regler 19 abhängig von der Drehzahl-Regelabweichung Δ Π berechnet, die vom Drehzahlsubtraktionsmittel 18 durch Ab¬ ziehen der Ist-Drehzahl von der Soll-Drehzahl berechnet wird, wie sie aus dem Drehzahlwertespe.icher 16 abhängig von den Werten der genannten Betriebsgrößen ausgelesen wird. Die im Additionsmittel 20 gebildete Soll-Luftmenge Q_S0LL wird dem Kennlinienspeicher 21 zugeführt. Aus der gespeicherten Kenn¬ linie wird als Ansteuerwert für den Stel lerantrieb 13 das zur eingegebenen Soll-Luftmenge gehörige Tastverhältnis ausgele¬ sen.

Adaption der im Kennlinienspeicher 21 gespeicherten Kenn¬ linie erfolgt mit Hilfe der Luftmengen-Regelabweichung Δ Q, wie sie durch ein Luftmengen-Subtraktionsmittel 14 durch Ab¬ ziehen der vom Luftmengenmesser 11 gemessenen Ist-Luftmenge von der Soll-Luftmenge gebildet wird. Das Adaptionsmittel 22 berechnet mit Hilfe dieser Luftmengen-Regelabweichung Adap¬ tionswerte für den Offset und die Steigung der Kennlinie.

Die jeweils aktuellen Werte von Drehzahl-Regelabweichung Δ n und Luftmengen-Regelabweichung Δ Q werden dem Freigabemittel 15 zugeführt. Solange die Vorzeichen dieser beiden Regelabwei¬ chungen übereinstimmen, steuert das Freigabemittel den Frei¬ gabeschalter 23 so ah, daß dieser den Ausgang des Luftmengen- Subtraktionsmittels 24 mit dem Eingang des Adaptionsmittels 22 verbindet. Ist die genannte Bedingung dagegen nicht erfüllt, wird der Eingang des Adaptionsmittels 22 mit Hilfe des Frei¬ gabeschalters 23 auf ein Signal vom Wert Null gelegt. Dadurch findet keine Adaption statt.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Funktionsblöcke 16 - 24 der Vorrichtung 14 zum Adaptieren der Kennlinie des Leerlauf¬ stellers 12 in der Praxis vorzugsweise durch entsprechendes Programmieren eines Mikrorechners realisiert werden.

Beim Ausführungsbeispiel wurde davon ausgegangen, daß die Stellung des Leerlaufstellers 12 durch Ändern des Tastverhält¬ nisses der ihn ansteuernden Spannung eingestellt wird. Der Ansteuerwert kann jedoch ein beliebiger anderer Wert sein, der zum Festlegen der von einem Leerlaufsteller durchzulas¬ senden Luftmenge geeignet ist. Es wird auch darauf hingewie¬ sen, daß es zweckmäßig sein kann, in der Vorrichtung 14 noch weitere Größen zu verarbeiten, z. B. die Batteriespannung, falls der Leerlaufsteller 12 nicht mit einer konstant gehal¬ tenen Spannung versorgt wird, was in der Regel nicht der Fall ist. Sinkt die Ansteuerspannung ab, muß das Tastverhältnis entsprechend erhöht werden, um bei gleicher Soll-Luftmenge jeweils dieselbe Durchflußmenge durch den Leerlaufsteller zu erhalten.